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Praxisbeispiel: Ressourceneffizienz – Projekt zur Identifizierung von Neodym-haltigen Produkten für das Recycling von Seltenen Erd-Elementen

Universität Augsburg

Worum geht es?

Die Seltenen Erd-Elemente (SEE) gelten als kritische Rohstoffe, einerseits wegen des theoretisch möglichen Versorgungsrisikos und andererseits wegen der wirtschaftlichen Bedeutung einzelner für die sogenannten grünen Technologien. Somit stellt es sich als sinnvoll heraus, SEE nach dem End-of-Life der Produkte in denen sie verbaut sind, durch Recycling als Sekundärrohstoffe zurückzuführen. In dem Zeitraum vom Januar 2016 bis zum Oktober selbigen Jahres wurde unter Leitung von Dr. Volker Zepf ein Projekt mit dem Ziel durchgeführt, Produkte, die namhafte Mengen an Neodym (gehört zu SEE) enthalten und für ein Recycling bereitgestellt werden können, zu identifizieren.

Methode und Durchführung

Zur Identifizierung solcher Produkte wurde eine Auswahl an Altgeräten auf ihren Gehalt an Neodym, sowie die Zerlegbarkeit untersucht. Dabei prüften Schüler der Technikerschule Augsburg Waschmaschinen, Industrie-Elektromotoren wie Servoantriebe, Gebläsemotoren, Radialventilatoren sowie Vakuummotoren, elektrische Hilfssysteme in PKWs wie Anlasser, Lichtmaschine und Scheibenwischermotoren, Haushaltsgeräte wie z.B. ein Mikrowellenmotor sowie ein Messerblock und Magnetverschlüsse von IKEA-Schränken. Zusätzlich wurden im Rahmen einer Studie, als Unterauftrag des bifa, elektrische Zahnbürsten, Rasierapparate, elektrisches Spielzeug und Akku-Werkzeuge untersucht.

Worum geht es?

Die Seltenen Erd-Elemente (SEE) gelten als kritische Rohstoffe, einerseits wegen des theoretisch möglichen Versorgungsrisikos und andererseits wegen der wirtschaftlichen Bedeutung einzelner für die sogenannten grünen Technologien. Somit stellt es sich als sinnvoll heraus, SEE nach dem End-of-Life der Produkte in denen sie verbaut sind, durch Recycling als Sekundärrohstoffe zurückzuführen. In dem Zeitraum vom Januar 2016 bis zum Oktober selbigen Jahres wurde unter Leitung von Dr. Volker Zepf ein Projekt mit dem Ziel durchgeführt, Produkte, die namhafte Mengen an Neodym (gehört zu SEE) enthalten und für ein Recycling bereitgestellt werden können, zu identifizieren.

Methode und Durchführung

Zur Identifizierung solcher Produkte wurde eine Auswahl an Altgeräten auf ihren Gehalt an Neodym, sowie die Zerlegbarkeit untersucht. Dabei prüften Schüler der Technikerschule Augsburg Waschmaschinen, Industrie-Elektromotoren wie Servoantriebe, Gebläsemotoren, Radialventilatoren sowie Vakuummotoren, elektrische Hilfssysteme in PKWs wie Anlasser, Lichtmaschine und Scheibenwischermotoren, Haushaltsgeräte wie z.B. ein Mikrowellenmotor sowie ein Messerblock und Magnetverschlüsse von IKEA-Schränken. Zusätzlich wurden im Rahmen einer Studie, als Unterauftrag des bifa, elektrische Zahnbürsten, Rasierapparate, elektrisches Spielzeug und Akku-Werkzeuge untersucht.

Projektpartner:

  • Graduiertenkolleg ‚Ressourcenstrategische Konzepte für zukunftsfähige Energiesysteme‘
  • Technikerschule Augsburg (TA)
  • bifa Umweltinstitut GmbH (bifa)

Förderung des Projekts: 

Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst

Ergebnisse

Die meisten Produkte welche die Schüler untersuchten enthielten Dauermagnete vom Typ Ferrit, die kein Neodym enthalten. Erstaunliches brachte die Analyse der Magnete des Messerblocks und der Schrankmagnete hervor: diese waren typische Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) Dauermagnete. Insgesamt aber zeigte sich, dass in vielen Produkten Ferrite, jedoch keine Seltenerd-Magnete enthalten sind. Eine Bewertung der Produkte mit NdFeB-Magneten für eine ökonomische Kreislaufführung war aufgrund der schlechten Datenverfügbarkeit schwierig.

Bei den weiteren Produktgruppen die im Rahmen der Studie mit dem bifa untersucht wurden, zeigt sich ebenfalls kein einheitliches Bild. So gibt es sowohl elektrische Zahnbürsten, in denen NdFeB-Magnete verbaut sind, als auch solche, die Ferrite enthalten. Möglicherweise gilt hier, dass Zahnbürsten mit Nickelmetallhydrid-Akkus bzw. NickelCadmium-Akkus Ferrit-Magnete enthalten, während Zahnbürsten mit Lithium-Ionen-Akkus NdFeB-Magnete nutzen. Hier stehen noch weitere Forschungen aus. Bei Rasierapparaten, Spielzeug und Akkuwerkzeugen wurden bislang nur Ferrite identifiziert.

Fazit

Die Magnetuntersuchungen der vielen untersuchten Produkte und Produktgruppen stellen nur eine kleine Stichprobe dar, da die Produktvielfalt und die vielen unterschiedlichen Baureihen es im Prinzip unmöglich machen, jedes Modell zu untersuchen. Zudem fand sich bei den unterschiedlichen Produkten kein einheitliches Bild wieder. Daher ist keine pauschale Aussage dazu möglich, dass bestimmte Produktgruppen immer Neodym-basierte Magnete enthalten, was den Aufwand für ein mögliches Recycling erhöht.

Hier gilt es die Forschung weiter zu führen, sodass die aus ökologischer Sicht bereits der Primärproduktion überlegene Sekundärproduktion von Neodym, auch ökonomisch lohnend realisierbar ist.

Kontakt

Wissenschaftszentrum Umwelt (WZU) Universität Augsburg

Dr. Jens Soentgen
Wissenschaftliche Leitung

Universitätsstraße 1a
86159 Augsburg

+49 821 598-3560
+49 821 598-3559
soentgen@wzu.uni-augsburg.de
https://www.uni-augsburg.de/de/forschung/einrichtungen/institute/wzu

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